張 萌

(大連市甘井子區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展服務(wù)中心，遼寧大連 116039)

農(nóng)作物生產(chǎn)栽培主要以化肥施用為主。合理的量化施肥以及施肥深度，可促進(jìn)玉米對養(yǎng)分的吸收和減少肥料損失，同時也降低過量施肥造成土地污染[1-2]，研究玉米施肥深度具有現(xiàn)實經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)意義。玉米生長對肥料敏感，研究肥料施用方式對提高肥料供應(yīng)、增加玉米產(chǎn)量具有重要作用[3-5]。于曉芳等[6]研究表明深施氮肥促進(jìn)玉米根系向下伸展，并且根重、根系體積明顯增加，根系活力顯著提高。楊云馬等[7]研究表明華北平原夏玉米底施氮肥8～16 cm深度產(chǎn)量表現(xiàn)突出，氮素土壤中殘留較低，而深施24 cm產(chǎn)量相對減少，氮素土壤中殘留較高。王西娜等[8]研究了黃土高原南部旱地不同氮肥用量對夏玉米生長及產(chǎn)量的影響，結(jié)果表明適量施氮可以提高作物生物量和實籽產(chǎn)量，而過量施氮產(chǎn)量并未增加，且氮殘留向下層移動淋失。研究表明肥料深施能夠顯著增加作物產(chǎn)量[9-11]。也有研究顯示肥料施入過深會增加氮素淋失[1]，玉米吸收養(yǎng)分的主要器官——根系的吸收活力區(qū)主要分布在0～40 cm土層[12-13]，施入過淺肥料分布在表層土壤中肥效會降低[14-16]。因此，玉米根系接觸到的有效肥土壤體積小，肥利用率低而使玉米不能正常發(fā)揮產(chǎn)能。近年來機(jī)械化施肥技術(shù)及玉米免耕播種技術(shù)的推廣應(yīng)用，肥料施用深度普遍較淺，Schwab等[17]提出了深施肥，基于深施后玉米增產(chǎn)結(jié)論存在不一現(xiàn)象[18-19]。筆者采用小區(qū)試驗方法，分層施肥，研究不同深度肥效對玉米農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量的影響，探索玉米產(chǎn)量與肥效協(xié)同提高的途徑，實現(xiàn)玉米生產(chǎn)節(jié)本增效、提高玉米產(chǎn)量的目的，旨在為玉米高產(chǎn)栽培提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料供試玉米品種為丹玉801；供試基肥為復(fù)合肥(N∶P2O5∶K2O 含量分別為28∶10∶12)。

1.2 試驗設(shè)計小區(qū)面積70 m2。4月25日播種，9月15日收獲。設(shè)定密度為58 000株/hm2。施肥深度設(shè)3個處理，即為正常施肥(H1)5 cm和種下施肥(H2)15 cm以及深施肥(H3)25 cm，施肥量為600 kg/hm2；拔節(jié)期按照不同深度增施尿素(N含量為46.4%)，施肥量為400 kg/hm2。試驗小區(qū)采用隨機(jī)排列，3次重復(fù)，寬窄行種植，行距0.8 m×0.4 m。玉米生長期無發(fā)生旱澇低溫自然災(zāi)害。

1.3 測定項目與方法

1.3.1葉面積測定。分別在玉米拔節(jié)期、大喇叭口期、吐絲期、灌漿中期和成熟期測定葉面積，并計算葉面積指數(shù)。每小區(qū)取3株具有代表性的植株為樣品測定葉面積。葉面積及葉面積指數(shù)采用下列公式計算。

葉面積(m)等于長(a)與寬(b)之積乘以系數(shù)，m=⊿ab(其中，吐絲前⊿=0.5，吐絲后⊿=0.75)，葉面積指數(shù)(LAI)=m/單株占地面積。

1.3.2干物重測定和收獲指數(shù)計算方法。分別在玉米拔節(jié)期、大喇叭口期、吐絲期、灌漿中期和成熟期取3株樣品植株測定玉米地上部分干物質(zhì)累積量，將植株的莖、葉、苞葉、雄穗、軸、籽粒等分別在烘箱殺青30 min(105 ℃)，然后采用80 ℃烘干至恒重，然后稱重計算單株干物質(zhì)重。

成熟期采用通用計算法計算收獲指數(shù)，計算公式：

收獲指數(shù)(HI)=籽粒產(chǎn)量/植株干物重×100%

1.3.3測產(chǎn)及考種。收獲前調(diào)查各小區(qū)的株數(shù)、穗數(shù)及穗粒數(shù)、空稈數(shù)。選取小區(qū)中間4行實收，按含水量14%進(jìn)行測產(chǎn)，每小區(qū)取15果穗進(jìn)行室內(nèi)風(fēng)干考種。

1.4 數(shù)據(jù)處理統(tǒng)計分析在Excel下完成，用于衡量數(shù)據(jù)值偏離算術(shù)平均值的程度，數(shù)據(jù)分散程度的標(biāo)準(zhǔn)見下列公式：

式中，S為標(biāo)準(zhǔn)差，N樣本數(shù)，yi-y為樣本值減總體平均數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 葉面積對施肥深度的動態(tài)響應(yīng)由圖1可知，在拔節(jié)期淺—深施肥的葉面積指數(shù)基本相同，從大喇叭口期至成熟期，不同施肥處理下葉面積指數(shù)都是種下施肥(15 cm)處理最高，其次是深施肥(25 cm)處理。在玉米拔節(jié)至成熟期種下施肥(15 cm)比正常施肥(5 cm)葉面積指數(shù)平均增加6.0%，比深施肥(25 cm)增加4.7%。吐絲期是玉米一生中葉面積頂峰時期，此期種下施肥(15 cm)比正常施肥(5 cm)葉面積指數(shù)增加8.4%，比深施肥(25 cm)增加6.2%。在玉米拔節(jié)至成熟期種下施肥(15 cm)比正常施肥(5 cm)葉面積指數(shù)平均增加6.0%，比深施肥(25 cm)增加4.7%。由此可見，適宜施肥深度處理可促進(jìn)葉面積的增加，并減緩生育后期葉功能衰竭，種下施肥(15 cm)處理效果最顯著。

圖1 玉米葉面積指數(shù)對施肥深度的動態(tài)響應(yīng)

2.2 玉米干物質(zhì)對施肥深度的響應(yīng)干物質(zhì)累積狀況是影響玉米產(chǎn)量的重要因素。由圖2可知，從玉米吐絲期至成熟期施肥深度對干物質(zhì)累積呈明顯差異，各個發(fā)育期的干物質(zhì)量表現(xiàn)為H2>H3>H1，其中，在吐絲期，種下施肥(15 cm)比正常施肥(5 cm)處理下干物質(zhì)積累量增加6.35%，與深施肥(25 cm)處理下干物質(zhì)積累量相比略高；深施肥(25 cm)比正常施肥(5 cm)處理下干物質(zhì)積累量增加6.32%。灌漿中期種下施肥(15 cm)比正常施肥(5 cm)處理下干物質(zhì)積累量增加16.5%，比深施肥(25cm)處理下干物質(zhì)積累量增加3.8%；深施肥(25 cm)比正常施肥(5 cm)處理下干物質(zhì)積累量增加12.2%。成熟期種下施肥(15 cm)比正常施肥(5 cm)處理下干物質(zhì)積累量增加15.9%，比深施肥(25 cm)處理下干物質(zhì)積累量增加4.6%；深施肥(25 cm)比正常施肥(5 cm)處理下干物質(zhì)積累量增加10.8%。適當(dāng)深施肥可以促進(jìn)玉米干物質(zhì)積累，種下施肥(15 cm)處理下效果最好。

圖2 玉米干物質(zhì)累積量對施肥深度的響應(yīng)

2.3 玉米產(chǎn)量對施肥深度的響應(yīng)由表1可知，單位面積粒數(shù)、產(chǎn)量對施肥深度具有明顯的響應(yīng)。種下施肥(15 cm)比正常施肥(5 cm)處理下千粒重增重1.0%、單位粒數(shù)增加20.5%、產(chǎn)量增加16.8%，比深施肥(25 cm)處理下千粒重增重0.5%、單位粒數(shù)增加16.7%、產(chǎn)量增加7.9%；深施肥(25 cm)比正常施肥(5 cm)千粒重增重0.5%、單位粒數(shù)增加3.2%、產(chǎn)量增加8.2%。施肥深度對千粒重和空稈率影響不明顯，適當(dāng)深施肥增加單位粒數(shù)，從而明顯提高了玉米產(chǎn)量，種下施肥(15 cm)處理下產(chǎn)量提高最為顯著。

表1 施肥深度對產(chǎn)量的影響

3 結(jié)論與討論

3.1 深施復(fù)合肥效果深施復(fù)合肥可以促進(jìn)玉米植株對氮、磷、鉀等營養(yǎng)的吸收和利用，提高施肥效率，進(jìn)而提高玉米生物產(chǎn)量。然而，也有研究發(fā)現(xiàn)施肥深度只促進(jìn)作物生長發(fā)育，提高植株對營養(yǎng)的吸收，對產(chǎn)量無顯著影響[20-22]。

該試驗設(shè)計施肥不同深度(5、15、25 cm)處理，通過分析不同處理下葉面積指數(shù)、干物質(zhì)、單位面積粒數(shù)等性狀，結(jié)果表明適當(dāng)深施肥處理可促進(jìn)葉面積生長、增加干物質(zhì)積累和單位面積粒數(shù)，說明深施復(fù)合肥可以促進(jìn)玉米植株對氮、磷、鉀等營養(yǎng)的吸收和利用，提高肥效，進(jìn)而提高玉米生物產(chǎn)量。這與Schwab 等[17]、趙亞麗等[16]、薛兵東等[23]的研究結(jié)果相一致。王宜倫等[24]研究表明，豫北平原土壤有效磷含量普遍較低，玉米磷肥深施的增產(chǎn)效果非常顯著，認(rèn)為玉米田肥料深施后，肥料在土壤中的分布與玉米根系的生長特征有關(guān)，可提高主要要素的吸收和利用。

3.2 肥料施用深度肥料施用深度與植株根系生長點的距離決定了根系能否與肥料接觸、根系與肥料接觸所需時間，進(jìn)而影響植株對肥料的吸收[25]。當(dāng)肥料施用深度與根系生長點距離過大時，高活力根系吸收不到營養(yǎng)而降低功能。因此，把復(fù)合肥置于玉米植株根系密集區(qū)域，增加根系與土壤肥料接觸交匯，提高根系吸收率，促進(jìn)產(chǎn)量增加。李士敏等[5]認(rèn)為，玉米施肥深度20 cm比12 cm的產(chǎn)量有所增加但未達(dá)顯著水平。

該試驗通過玉米田復(fù)合肥施肥不同深度試驗，種下15 cm 施肥時效果最好，與玉米主要功能根系匹配肥效率大幅度提升，從大喇叭口期開始葉面積顯著增加，有效提高了光合作用率和功能期，后期加速了干物質(zhì)累積量，并促進(jìn)單位面積粒數(shù)，從而提高了玉米產(chǎn)量16.8%左右。這與趙亞麗等[16]和薛兵東等[23]的研究結(jié)果一致，都認(rèn)為玉米深施15 cm產(chǎn)量表現(xiàn)最佳。